Ny laddningsmodul för energifordon industriutvecklingsmöjlighetstrend

1. Översikt över utvecklingen av laddningsmodulindustrin

Laddningsmoduler är kärnan i DC-laddningshögar för nya energifordon. När penetrationshastigheten och ägandet av nya energifordon i Kina fortsätter att öka, ökar efterfrågan på laddningshögar. Laddning av nya energifordon är uppdelad i AC långsam laddning och DC snabb laddning. DC snabbladdning har egenskaperna för högspänning, hög effekt och snabbladdning. När marknaden eftersträvar laddningseffektivitet fortsätter marknadsskalan av DC-snabbladdningshögar och laddningsmoduler att expandera. .

2. Teknisk nivå och egenskaper för ev laddningsmodulindustrin

Den nya energifordonsladdningshögen ev laddarmodulindustrin har för närvarande tekniska funktioner som enmoduls hög effekt, hög frekvens, miniatyrisering, hög konverteringseffektivitet och brett spänningsområde.

När det gäller effekt för en enda modul har den nya industrin för laddningsmoduler för energiladdningshög upplevt den vanliga produktutvecklingen på 7,5 kW 2014, konstant ström 20A och 15 kW 2015 och konstant effekt 25A och 15kW 2016. De nuvarande laddningsmodulerna för vanliga applikationer är 20kW och 30kW. Enmodulslösningar och omvandling till 40kW nya energiladdningsstaplar, enkelmodulslösningar. Laddningsmoduler med hög effekt har blivit en marknadsutvecklingstrend i framtiden.

När det gäller utspänning, utfärdade State Grid 2017 års version av "Qualification and Ability Verification Standards for Electric Vehicle Charging Equipment Suppliers" som anger att utgångsspänningsområdet för DC-laddare är 200-750V, och den konstanta effektspänningen täcker minst områdena 400-500V och 600-750V. Därför designar alla modultillverkare generellt moduler för 200-750V och uppfyller konstanta strömkrav. Med det ökade utbudet av elfordon och efterfrågan från nya energifordonsanvändare för att minska laddningstiden, har industrin föreslagit en 800V supersnabbladdningsarkitektur, och vissa företag har insett utbudet av DC-laddningsmoduler med en bred utgångsspänningsområde 200-1000V. .

När det gäller högfrekvens och miniatyrisering av laddningsmoduler har kraften hos enmaskinsmoduler av nya energiladdningshögströmförsörjningar ökat, men dess volym kan inte utökas proportionellt. Därför har ökning av omkopplingsfrekvensen och integrering av magnetiska komponenter blivit viktiga medel för att öka effekttätheten.

När det gäller laddningsmodulens effektivitet har stora företag i den nya energiladdningsstapelns laddningsmodulindustri i allmänhet en maximal toppeffektivitet på 95%-96%. I framtiden, med utvecklingen av elektroniska komponenter såsom tredje generationens kraftenheter och populariseringen av elfordon med 800V eller ännu högre Med en högspänningsplattform förväntas industrin inleda produkter med en toppeffektivitet på mer än 98 % .

När laddningsmodulernas effekttäthet ökar, medför det också större problem med värmeavledning. När det gäller värmeavledning av laddningsmoduler är den nuvarande vanliga värmeavledningsmetoden i branschen forcerad luftkylning, och det finns även metoder som slutna kallluftskanaler och vattenkylning. Luftkylning har fördelarna med låg kostnad och enkel struktur. Men när värmeavledningstrycket ökar ytterligare kommer nackdelarna med luftkylningens begränsade värmeavledningskapacitet och höga buller att bli uppenbara ytterligare. Att utrusta laddmodulen och pistolledningen med vätskekylning har blivit en viktig lösning. teknisk riktning.

3. Tekniska framsteg påskyndar utvecklingsmöjligheterna för penetration av ny energiindustri

Under de senaste åren har ny energiindustriteknik fortsatt att göra framsteg och genombrott, och ökningen av penetrationshastigheten har främjat den kontinuerliga utvecklingen av uppströmsladdningsmodulindustrin. Den betydande ökningen av batteriets energitäthet har löst problemet med otillräcklig räckvidd för nya energifordon, och tillämpningen av högeffektsladdningsmoduler har avsevärt förkortat laddningstiden, vilket påskyndar penetrationen av nya energifordon och konstruktionen av stödjande laddningshögar . I framtiden förväntas integrationen och fördjupningen av tillämpningen av tekniker som optisk lagring och laddningsintegration och V2G-fordonsnätverksintegration ytterligare accelerera penetrationen av nya energiindustrier och populariseringen av konsumtion.

4. Branschkonkurrenslandskap: Laddningsmodulbranschen är fullt konkurrensutsatt och produktmarknadsutrymmet är stort.

Laddningsmodulen är kärnkomponenten i DC-laddningshögar. Med den ökade penetrationshastigheten för nya energifordon runt om i världen blir konsumenterna alltmer oroliga för laddningsräckvidd och laddningsbekvämlighet. Marknadens efterfrågan på DC-snabbladdningsladdningshögar har exploderat och den inhemska driftmarknaden för laddningshögar har vuxit från. Ett antal operatörer av socialt kapital med både tillverkning av laddhögsutrustning och driftkapacitet uppstod snabbt. Inhemska tillverkare av laddningsmoduler fortsatte att utöka sin produktions- och försäljningsskala för byggandet av stödjande laddningshögar, och deras omfattande konkurrenskraft fortsatte att stärkas. .

För närvarande, efter år av produktiteration och utveckling av laddningsmoduler, är konkurrensen i branschen tillräcklig. Mainstreamprodukter utvecklas i riktning mot högspänning och hög effekttäthet, och produktmarknadsutrymmet är stort. Företag i branschen får främst högre marknadsandelar och vinstnivåer genom att kontinuerligt förbättra produkttopologin, styralgoritmer, optimera hårdvara och produktionssystem, etc.

5. Utvecklingstrender av ev laddningsmoduler

Eftersom laddningsmoduler inleder en enorm efterfrågan på marknaden fortsätter tekniken att utvecklas mot hög effekttäthet, brett spänningsområde och hög konverteringseffektivitet.

1) Policydrivet skifte till efterfrågestyrt

För att stödja och främja utvecklingen av nya energifordon leddes byggandet av laddpålar främst av regeringen i ett tidigt skede, och styrde successivt branschens utveckling mot en endogen körmodell genom policystöd. Sedan 2021 har den snabba utvecklingen av nya energifordon ställt stora krav på byggandet av stödjande anläggningar och laddpålar. Laddpålsindustrin fullbordar omvandlingen från policystyrd till efterfrågestyrd.

Inför det ökande antalet nya energifordon måste laddningstiden förkortas ytterligare, förutom att öka tätheten av laddhögens layout. DC-laddningshögar har snabbare laddningshastigheter och kortare laddningstider, som är mer lämpade för de tillfälliga och nödladdningsbehoven för elfordonsanvändare, och kan effektivt lösa problemen med elfordons räckviddsångest och laddningsångest. Därför har marknadsskalan för DC-snabbladdning i nybyggda laddningshögar, särskilt offentliga laddningshögar, vuxit snabbt under de senaste åren och har blivit en vanlig trend i många kärnstäder i Kina.

Sammanfattningsvis, å ena sidan, eftersom antalet nya energifordon fortsätter att växa, behöver stödkonstruktionen av laddpålar kontinuerligt förbättras. Å andra sidan, använder elfordon i allmänhet DC-snabbladdning. DC-laddningshögar har blivit den vanliga trenden, och laddningsmoduler har också kommit in i efterfrågan. Ett utvecklingsskede där pull är den främsta drivkraften.

(2) Hög effekttäthet, brett spänningsområde, hög konverteringseffektivitet

Den så kallade snabbladdningen innebär hög laddningseffekt. Därför, under den växande efterfrågan på snabbladdning, fortsätter laddningsmoduler att utvecklas i riktning mot hög effekt. Laddningshögens höga effekt uppnås på två sätt. En är att ansluta flera laddningsmoduler parallellt för att uppnå effektöverlagring; den andra är att öka laddningsmodulens enkeleffekt. Baserat på de tekniska behoven av att öka effekttätheten, minska utrymmet och minska komplexiteten i elektrisk arkitektur, är att öka kraften hos en enda laddningsmodul en långsiktig utvecklingstrend. mitt lands laddningsmoduler har gått igenom tre generationers utveckling, från första generationens 7,5 kW till andra generationens 15/20 kW, och befinner sig nu i omvandlingsperioden från andra generationen till tredje generationen 30/40 kW. Laddningsmoduler med hög effekt har blivit huvudströmmen på marknaden. Samtidigt, baserat på designprincipen för miniatyrisering, har laddningsmodulernas effekttäthet också ökat samtidigt med ökningen av effektnivån.

Det finns två vägar för att uppnå högre effektnivå DC snabbladdning: öka spänningen och öka strömmen. Högströmsladdningslösningen antogs först av Tesla. Fördelen är att kostnaden för komponentoptimering är lägre, men hög ström ger högre värmeförlust och höga krav på värmeavledning, och tjockare trådar minskar bekvämligheten och främjar i mindre utsträckning. Högspänningslösningen är att öka den maximala driftspänningen för laddningsmodulen. Det är för närvarande en vanlig modell av biltillverkarna. Den kan ta hänsyn till fördelarna med att minska energiförbrukningen, förbättra batteritiden, minska vikten och spara utrymme. Högspänningslösningen kräver att elfordon är utrustade med en högspänningsplattform för att stödja snabbladdningstillämpningar. För närvarande är den snabbladdningslösning som vanligtvis används av bilföretag 400V-högspänningsplattformen. Med forskning och tillämpning av 800V-spänningsplattformen kommer laddningsmodulens spänningsnivå att förbättras ytterligare.

Förbättringen av konverteringseffektiviteten är en teknisk indikator som laddningsmoduler alltid eftersträvar. Förbättringen av konverteringseffektiviteten innebär högre laddningseffektivitet och lägre förluster. För närvarande är den maximala toppeffektiviteten för laddningsmoduler i allmänhet 95% ~ 96%. I framtiden, med utvecklingen av elektroniska komponenter såsom tredje generationens kraftenheter och utspänningen från laddningsmoduler som rör sig mot 800V eller till och med 1000V, kommer konverteringseffektiviteten att förbättras ytterligare.

(3) Värdet på ev laddningsmoduler ökar

Laddningsmodulen är kärnkomponenten i DC-laddningshögen och står för cirka 50 % av hårdvarukostnaden för laddningshögen. Förbättringen av laddningseffektiviteten i framtiden beror huvudsakligen på prestandaförbättringen hos laddningsmodulerna. Å ena sidan kommer fler laddningsmoduler kopplade parallellt direkt att öka värdet på laddningsmodulen; å andra sidan beror förbättringen av effektnivån och effekttätheten för den enstaka laddningsmodulen på den optimerade designen av hårdvarukretsar och styrmjukvara samt teknologin för nyckelkomponenter. Genombrott, dessa är nyckelteknologier för att förbättra kraften i hela laddningshögen, vilket ytterligare kommer att öka värdet på laddningsmodulen.

6. Tekniska barriärer inom ev kraftladdningsmodulindustrin

Strömförsörjningsteknik är ett tvärvetenskapligt ämne som integrerar kretstopologiteknik, digital teknik, magnetteknik, komponentteknik, halvledarteknik och termisk designteknik. Det är en teknikintensiv bransch. Som hjärtat i DC-laddningshögen bestämmer laddningsmodulen direkt laddningseffektiviteten, driftsstabiliteten, säkerheten och tillförlitligheten för laddningshögen, och dess betydelse och värde är enastående. En produkt kräver en stor investering av resurser och proffs från teknisk forskning och utveckling till terminalapplikation. Hur man väljer elektroniska komponenter och layout, uppgradering och iteration av mjukvarualgoritmer, noggrann förståelse av tillämpningsscenarier och mogna kvalitetskontroll- och testplattformsfunktioner kommer alla att påverka Produktkvalitet och stabilitet har en direkt inverkan. Det är svårt för nya aktörer i branschen att samla olika tekniker, personal och applikationsscenariodata på kort tid, och de har höga tekniska barriärer.